Ob Sie ein Major League Outfielder der Jagd nach einem hart getroffen Ball oder eine geringere sterblichen Navigieren einer geschäftigen Stadt Bürgersteig sind, lohnt es sich, ein wachsames Auge auf Ihre Umgebung zu halten beim Gehen oder Laufen . Nun , neue Forschung von UC San Francisco Neurowissenschaftler vermuten, dass der Körper Hilfe in diesen sich schnell verändernden Situationen von einem spezialisierten Hirnschaltkreis , der visuelle System Neuronen stärker während der Fortbewegung Feuer verursacht zu bekommen.
Es hat sich auf Änderungen zwischen den verschiedenen Zustände des Gehirns während des Schlafes ein großer Teil der Forschung , aber die neuen Erkenntnisse in Cell berichtet , bieten eine überzeugende Beispiel für eine Zustandsänderung im wachen Gehirn.
Es ist lange bekannt , dass Nervenzellen im visuellen System Feuer wurde stärker , wenn wir aufmerksam auf die Objekte , als wenn wir Szenen mehr passiv anzuzeigen. Aber die neue Studie, die von Yu Fu , PhD, Postdoc im Labor von UCSF Senior Autor Michael P. Stryker , PhD, der WF geführt Ganong Professor für Physiologie, geht neue Wege , die Abbildung einer SichtsystemVerstärker, der direkt durch Gehen oder Laufen aktiviert.
Obwohl diese Schaltung noch nicht gezeigt worden, um in den Menschen vorhanden ist, wird Stryker entwerfen Experimente, um herauszufinden, ob es funktioniert. Er sagte, er wäre überrascht, wenn seine Gruppe nicht einen ähnlichen Mechanismus bei Menschen zu identifizieren , da solche Systeme in Fruchtfliegen gefunden worden, und die Maus visuelle System hat sich bisher als ein gutes Modell für viele Aspekte des menschlichen Sehens sein .
" Der Tastsinn sagt Ihnen nur Objekte, die in der Nähe sind , und das Gehör ist in der Regel nicht so empfindlich wie das visuelle System auf die exakte Position von Objekten ", sagte er . " Es scheint, dass es wäre in der Regel sinnvoll, Vision - die sensorische Modalität, die Sie am meisten über Dinge, die weit entfernt sind erzählt . - Besser zu arbeiten , wie Sie durch die Welt sich bewegen "
Stryker sagte, dass das neuronale System in das neue Werk identifiziert möglicherweise entwickelt haben, um Energie zu sparen , indem es dem Gehirn, um bei weniger als höchster Effizienz in weniger anspruchsvollen Verhaltenssituationenzu betreiben. " Wenn Sie nicht brauchen, Ihre visuelle System in einem High-Gain- Zustand sein kann, kann Ihr Gehirn viel weniger Energie bei der Reaktion zu verwenden ", sagte Stryker . " Eine Änderung der Verstärkung, wenn Sie sich bewegen ist ideal , was Sie möchten , um zu sehen - das Neuron ist die gleiche Sache , dass es immer tun, tun , aber es ist lauter im Gespräch mit dem Rest des Gehirns . "
In der neuen Forschung, wurden Mäuse erlaubt zu gehen oder frei laufen auf einem Styropor- Kugel auf einem Luftkissen aufgehängt , während die Wissenschaftler verwendeten eine Technik, die als Zwei-Photonen- Bildgebung bekannt, dass die Aktivierung von Zellen zu überwachen im primären visuellen Bereich des Gehirns , bekannt als V1 .
Die Forscher fanden heraus , dass eine Teilmenge von V1 Neuronen solche, die eine Substanz mit dem Namen des vasoaktiven intestinalen Peptids ( VIP) enthalten , wurden kräftig in einem Zeitstarrrein Lokomotion aktiviert , auch bei Dunkelheit , während andere V1 Neuronen weitgehend schwieg.
Die Mäuse wurden mit visuellen Reizen präsentiert sowohl während regungslos und während der Bewegung , und Messungen zeigten, dass zu Fuß könnte die Reaktion der V1 -Neuronen um mehr als 30 Prozent zu erhöhen. Außerdem V1 Antworten auf diese Stimuli erhöht oder sank im Tandem mit der Aktivität von VIP Neuronen und mit dem Starten oder Stoppen der Fuß durch den Mäusen.
Fest zu etablieren , daß VIP -Neuronen für diese Veränderungen verantwortlich waren , verwendeten die Forscher optogenetische Techniken , Einfügen von lichtempfindlichen Proteinen ausschließlich in VIP -Neuronen . Mit Hilfe von Licht , um nur diese Population von Zellen zu stimulieren, das Team festgestellt , dass sie die Auswirkungen der Fortbewegung zu emulieren könnte - wenn VIP -Zellen aktiviert , reagiert V1 -Zellen stärker auf Reize , unabhängig davon , ob die Tiere in Bewegung. Umgekehrt, wenn die Forscher gezielt und behinderte VIP -Zellen , Fortbewegung induzierten Anstieg der Reaktion der anderen V1 Zellen wurden abgeschafft .